JP2001077465A - 半導体レーザ及びその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ及びその製造方法Info
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- JP2001077465A JP2001077465A JP24923599A JP24923599A JP2001077465A JP 2001077465 A JP2001077465 A JP 2001077465A JP 24923599 A JP24923599 A JP 24923599A JP 24923599 A JP24923599 A JP 24923599A JP 2001077465 A JP2001077465 A JP 2001077465A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】共振器端面におけるＺｎ拡散フロントの制御性
を向上し、Ｚｎ拡散型ウィンドウ構造半導体レーザの歩
留まり向上を図る。 【解決手段】半導体基板上に第１のクラッド層、活性
層、第２のクラッド層とを備え、共振器端面にＺｎ拡散
することよりウィンドウ構造にした半導体レーザにおい
て、第１のクラッド層中にＺｎの拡散速度が第１のクラ
ッド層よりも遅い半導体層（拡散ストッパ層）を設け、
Ｚｎ拡散フロントを正確に第１のクラッド層中に止め
る。
を向上し、Ｚｎ拡散型ウィンドウ構造半導体レーザの歩
留まり向上を図る。 【解決手段】半導体基板上に第１のクラッド層、活性
層、第２のクラッド層とを備え、共振器端面にＺｎ拡散
することよりウィンドウ構造にした半導体レーザにおい
て、第１のクラッド層中にＺｎの拡散速度が第１のクラ
ッド層よりも遅い半導体層（拡散ストッパ層）を設け、
Ｚｎ拡散フロントを正確に第１のクラッド層中に止め
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルバーサタ
イルディスク（ＤＶＤ）・光磁気（ＭＯ）ディスク等の
光ディスク用光源等として用いられるＡｌＧａＩｎＰ系
半導体レーザに関する。
イルディスク（ＤＶＤ）・光磁気（ＭＯ）ディスク等の
光ディスク用光源等として用いられるＡｌＧａＩｎＰ系
半導体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レ
ーザを光源に用いた高密度光ディスク装置等が積極的に
開発されており、光源となるＡｌＧａＩｎＰ系可視光半
導体レーザの高出力化が強く望まれている。しかしなが
ら、ＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザは、端面瞬時
破壊光密度（ＣＯＤ光密度）が小さいという欠点があ
る。そこで、この欠点を回避する方法の１つとして、共
振器端面近傍の活性層のバンドギャップエネルギーを大
きくしてＣＯＤ光密度を高めるウィンドウ構造半導体レ
ーザがいくつか報告されている。例えば、Ａｒｉｍｏｔ
ｏ等によるＩＥＥＥジャーナル・オブ・カンタム・エレ
クトロニクス誌、第２９巻、１８７４頁（１９９３年）
記載のもの、Ｕｅｎｏ等によるジャパニーズ・ジャーナ
ル・オブ・アプライド・フィジックス誌、第２９巻、Ｌ
１６６６頁（１９９０年）記載のもの、特開平３−２０
８３８８号公報記載のもの等である。これらの例は全
て、共振器端面近傍のウィンドウ部となる部分にのみＺ
ｎを拡散し、自然超格子活性層を無秩序化、もしくは、
多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層を混晶化することでバン
ドギャップエネルギーを大きくし、ウィンドウ構造を作
製している。
ーザを光源に用いた高密度光ディスク装置等が積極的に
開発されており、光源となるＡｌＧａＩｎＰ系可視光半
導体レーザの高出力化が強く望まれている。しかしなが
ら、ＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザは、端面瞬時
破壊光密度（ＣＯＤ光密度）が小さいという欠点があ
る。そこで、この欠点を回避する方法の１つとして、共
振器端面近傍の活性層のバンドギャップエネルギーを大
きくしてＣＯＤ光密度を高めるウィンドウ構造半導体レ
ーザがいくつか報告されている。例えば、Ａｒｉｍｏｔ
ｏ等によるＩＥＥＥジャーナル・オブ・カンタム・エレ
クトロニクス誌、第２９巻、１８７４頁（１９９３年）
記載のもの、Ｕｅｎｏ等によるジャパニーズ・ジャーナ
ル・オブ・アプライド・フィジックス誌、第２９巻、Ｌ
１６６６頁（１９９０年）記載のもの、特開平３−２０
８３８８号公報記載のもの等である。これらの例は全
て、共振器端面近傍のウィンドウ部となる部分にのみＺ
ｎを拡散し、自然超格子活性層を無秩序化、もしくは、
多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層を混晶化することでバン
ドギャップエネルギーを大きくし、ウィンドウ構造を作
製している。
【０００３】図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に従来のウィ
ンドウ構造ＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザを示
す。ここで、（ａ）は正面図で、ハッチングを施した部
分はＺｎ拡散領域である。（ｂ）はレーザ中心部の断面
図で、切断面を示すハッチングは省略して描いてある。
（ｃ）は共振器端面の拡大図で、Ｚｎ拡散フロント６が
ｎ型ＧａＡｓバッファ層１１にまで達した不良素子の例
を示している。
ンドウ構造ＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザを示
す。ここで、（ａ）は正面図で、ハッチングを施した部
分はＺｎ拡散領域である。（ｂ）はレーザ中心部の断面
図で、切断面を示すハッチングは省略して描いてある。
（ｃ）は共振器端面の拡大図で、Ｚｎ拡散フロント６が
ｎ型ＧａＡｓバッファ層１１にまで達した不良素子の例
を示している。
【０００４】図４に示す従来のウィンドウ構造ＡｌＧａ
ＩｎＰ系可視光半導体レーザは、先ず、ｎ型ＧａＡｓ基
板１０上にｎ型ＧａＡｓバッファ層１１、ｎ型ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層１２、ＭＱＷ活性層１４、ｐ型ＡｌＧ
ａＩｎＰクラッド層１５、ｐ型ＧａＩｎＰヘテロバッフ
ァ層１８、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１９を順に積層・形
成する。その後、共振器端面に相当する部分を除去した
形にパターンニングしたＳｉＮx膜をｐ型ＧａＡｓキャ
ップ層１９の上に形成し、さらに、その上にＺｎＯ膜、
ＳｉＯ2膜を順次形成する。次に、６００℃で熱処理を
行い、端面となる部分にのみ、Ｚｎ拡散フロント６がｎ
型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１２の途中になるまでＺｎ
を拡散させ、共振器端面にＺｎ拡散領域５（ハッチング
を施した領域で示す）を形成してウィンドウ構造を形成
する。Ｚｎ拡散フロント６の制御は、熱処理温度と処理
時間で行う。次いで、ＳｉＮx膜、ＺｎＯ膜、ＳｉＯ2膜
を取り除き、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１９の上にストラ
イプ状のＳｉＯ2膜を形成し、このストライプ状ＳｉＯ2
膜をマスクにしてｐ型ＧａＡｓキャップ層１９、ｐ型Ｇ
ａＩｎＰヘテロバッファ層１８、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層１５をエッチングし、ストライプ状にリッジ導
波路を形成する。このときのエッチングの深さは、ｐ型
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１５の中程に達する深さとす
る。次に、ストライプ状ＳｉＯ2膜の共振器端面近傍部
分を除去した後、このストライプ状ＳｉＯ2膜をマスク
にしてリッジ導波路の両脇にｎ型ＧａＡｓブロック層２
１を成長する。このとき共振器端面近傍はリッジ導波路
の上にもｎ型ＧａＡｓブロック層が成長する（図４
（ａ））。共振器内部においてはリッジ導波路の上には
ｎ型ＧａＡｓブロック層は形成されない（図４
（ｂ））。リッジ導波路上のストライプ状ＳｉＯ2膜を
除去し、全面にｐ型ＧａＡｓコンタクト層２２を成長し
た後、電極形成、劈開、端面保護膜形成の工程を経て図
４（ａ）、（ｂ）に示す（電極、端面保護膜は記載省
略）ウィンドウ構造半導体レーザが完成する。
ＩｎＰ系可視光半導体レーザは、先ず、ｎ型ＧａＡｓ基
板１０上にｎ型ＧａＡｓバッファ層１１、ｎ型ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層１２、ＭＱＷ活性層１４、ｐ型ＡｌＧ
ａＩｎＰクラッド層１５、ｐ型ＧａＩｎＰヘテロバッフ
ァ層１８、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１９を順に積層・形
成する。その後、共振器端面に相当する部分を除去した
形にパターンニングしたＳｉＮx膜をｐ型ＧａＡｓキャ
ップ層１９の上に形成し、さらに、その上にＺｎＯ膜、
ＳｉＯ2膜を順次形成する。次に、６００℃で熱処理を
行い、端面となる部分にのみ、Ｚｎ拡散フロント６がｎ
型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１２の途中になるまでＺｎ
を拡散させ、共振器端面にＺｎ拡散領域５（ハッチング
を施した領域で示す）を形成してウィンドウ構造を形成
する。Ｚｎ拡散フロント６の制御は、熱処理温度と処理
時間で行う。次いで、ＳｉＮx膜、ＺｎＯ膜、ＳｉＯ2膜
を取り除き、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１９の上にストラ
イプ状のＳｉＯ2膜を形成し、このストライプ状ＳｉＯ2
膜をマスクにしてｐ型ＧａＡｓキャップ層１９、ｐ型Ｇ
ａＩｎＰヘテロバッファ層１８、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層１５をエッチングし、ストライプ状にリッジ導
波路を形成する。このときのエッチングの深さは、ｐ型
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１５の中程に達する深さとす
る。次に、ストライプ状ＳｉＯ2膜の共振器端面近傍部
分を除去した後、このストライプ状ＳｉＯ2膜をマスク
にしてリッジ導波路の両脇にｎ型ＧａＡｓブロック層２
１を成長する。このとき共振器端面近傍はリッジ導波路
の上にもｎ型ＧａＡｓブロック層が成長する（図４
（ａ））。共振器内部においてはリッジ導波路の上には
ｎ型ＧａＡｓブロック層は形成されない（図４
（ｂ））。リッジ導波路上のストライプ状ＳｉＯ2膜を
除去し、全面にｐ型ＧａＡｓコンタクト層２２を成長し
た後、電極形成、劈開、端面保護膜形成の工程を経て図
４（ａ）、（ｂ）に示す（電極、端面保護膜は記載省
略）ウィンドウ構造半導体レーザが完成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述のＺｎ拡散型ウィ
ンドウ構造半導体レーザでは、ウィンドウ部を流れるリ
ークパス電流を生じさせないために、Ｚｎ拡散フロント
６をｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１２中に制御する必
要がある。しかしながら、従来は、Ｚｎ拡散フロント制
御を熱処理温度と熱処理時間だけで行っているため、ウ
ェハ全面のＭＱＷ活性層１４を混晶化するために十分に
Ｚｎを拡散させた際、拡散速度のばらつきや、エピタキ
シャル成長層厚のばらつきから、図４（ｃ）に示すよう
に、Ｚｎ拡散フロント６が部分的にｎ型ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層１２を通過し、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層１２の下のｎ型ＧａＡｓバッファ層１１やｎ型ＧａＡ
ｓ基板１０にまでＺｎが拡散されて、特性不良素子が生
じてしまうという問題がある。
ンドウ構造半導体レーザでは、ウィンドウ部を流れるリ
ークパス電流を生じさせないために、Ｚｎ拡散フロント
６をｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１２中に制御する必
要がある。しかしながら、従来は、Ｚｎ拡散フロント制
御を熱処理温度と熱処理時間だけで行っているため、ウ
ェハ全面のＭＱＷ活性層１４を混晶化するために十分に
Ｚｎを拡散させた際、拡散速度のばらつきや、エピタキ
シャル成長層厚のばらつきから、図４（ｃ）に示すよう
に、Ｚｎ拡散フロント６が部分的にｎ型ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層１２を通過し、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層１２の下のｎ型ＧａＡｓバッファ層１１やｎ型ＧａＡ
ｓ基板１０にまでＺｎが拡散されて、特性不良素子が生
じてしまうという問題がある。
【０００６】本発明の目的は、共振器端面近傍の活性層
に制御性良く選択的にＺｎを拡散でき、歩留まりの良い
Ｚｎ拡散型ウィンドウ構造の半導体レーザを提供するこ
とにある。
に制御性良く選択的にＺｎを拡散でき、歩留まりの良い
Ｚｎ拡散型ウィンドウ構造の半導体レーザを提供するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ
は、第１導電型半導体基板上に第１導電型クラッド層、
活性層、第２導電型のクラッド層とを少なくとも備え、
共振器端面にＺｎ拡散することより前記活性層の共振器
端面のバンドギャップエネルギーを共振器内部の活性層
のバンドギャップエネルギーよりも大きくしたウィンド
ウ構造の半導体レーザにおいて、前記第１導電型のクラ
ッド層中にＺｎの拡散速度が前記第１導電型のクラッド
層よりも遅い半導体層（拡散ストッパ層）を設けたこと
を特徴とする構成である。
は、第１導電型半導体基板上に第１導電型クラッド層、
活性層、第２導電型のクラッド層とを少なくとも備え、
共振器端面にＺｎ拡散することより前記活性層の共振器
端面のバンドギャップエネルギーを共振器内部の活性層
のバンドギャップエネルギーよりも大きくしたウィンド
ウ構造の半導体レーザにおいて、前記第１導電型のクラ
ッド層中にＺｎの拡散速度が前記第１導電型のクラッド
層よりも遅い半導体層（拡散ストッパ層）を設けたこと
を特徴とする構成である。
【０００８】本発明の製造方法は、第１導電型半導体基
板上に第１導電型クラッド層、活性層、第２導電型のク
ラッド層とを少なくとも有する半導体多層構造を形成す
る工程と、前記半導体多層構造の共振器端面部分にＺｎ
を拡散する工程と、前記半導体多層構造の一部をエッチ
ングしてストライプ状のリッジ導波路を形成する工程
と、前記リッジ導波路の両側部及びリッジ導波路端面上
部を覆う第１導電型のブロック層を成長する工程と、前
記リッジ導波路上部及び前記ブロック層上部を覆う第２
導電型のコンタク層を成長する工程とを有する半導体レ
ーザの製造方法において、前記第１導電型のクラッド層
中にＺｎの拡散速度が前記第１導電型のクラッド層より
も遅い半導体層を形成する工程を有することを特徴とす
る構成である。ここで、Ｚｎを拡散する工程は、半導体
多層構造表面に被着した拡散源により拡散する固相拡散
であるのが望ましい。
板上に第１導電型クラッド層、活性層、第２導電型のク
ラッド層とを少なくとも有する半導体多層構造を形成す
る工程と、前記半導体多層構造の共振器端面部分にＺｎ
を拡散する工程と、前記半導体多層構造の一部をエッチ
ングしてストライプ状のリッジ導波路を形成する工程
と、前記リッジ導波路の両側部及びリッジ導波路端面上
部を覆う第１導電型のブロック層を成長する工程と、前
記リッジ導波路上部及び前記ブロック層上部を覆う第２
導電型のコンタク層を成長する工程とを有する半導体レ
ーザの製造方法において、前記第１導電型のクラッド層
中にＺｎの拡散速度が前記第１導電型のクラッド層より
も遅い半導体層を形成する工程を有することを特徴とす
る構成である。ここで、Ｚｎを拡散する工程は、半導体
多層構造表面に被着した拡散源により拡散する固相拡散
であるのが望ましい。
【０００９】上記の半導体レーザ及び製造方法におい
て、活性層は多重量子井戸構造又は自然超格子構造であ
るのが望ましい。また、半導体基板材料はＧａＡｓ、第
１導電型クラッド層及び第２導電型クラッド層の材料は
ＡｌＧａＩｎＰまたはＡｌＩｎＰ、拡散ストッパ層の材
料はＧａＡｓまたはＡｌＧａＡｓ、活性層はＧａＩｎ
Ｐ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＧａＩｎＡｓ、または、ＡｌＧａ
ＩｎＡｓを含むのがよい。ここで、各半導体層を構成す
る元素の組成はＧａＡｓ基板に格子整合する組成範囲で
ある必要がある。従って、例えば、ＡｌＧａＩｎＰは
（ＡｌyＧａ1-y）0.5Ｉｎ0.5Ｐとなり、Ａｌの組成ｙは
０＜ｙ＜１、望ましくは０＜ｙ≦０．７（０．７＜ｙは
間接遷移になるから除くのがよい）となる。ＡｌＩｎＰ
はＡｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐとなる。ＡｌＧａＡｓはＡｌの組成
ｙが０＜ｙ＜１の範囲でＧａＡｓ基板に格子整合するか
ら、Ａｌ組成ｙは０＜ｙ＜１となる。他の材料について
も同様にして構成元素の組成範囲が決まる。また、Ａｌ
ＧａＡｓはどの様なＡｌ組成でもクラッド層よりもＺｎ
の拡散速度が遅く拡散ストッパ層として働くからＡｌの
組成は任意でよい。 （作用）本発明のＺｎ拡散型ウィンドウ構造ＡｌＧａＩ
ｎＰ系可視光半導体レーザの構造図を図１に、従来のＺ
ｎ拡散型ウィンドウ構造ＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体
レーザの構造図を図４に示す。Ｚｎ拡散型ウィンドウ構
造半導体レーザでは、ウィンドウ部を流れるリークパス
電流を生じさせないために、Ｚｎ拡散フロントをｎ型Ａ
ｌＧａＩｎＰ（又は、ｎ型ＡｌＩｎＰ）クラッド層中に
制御する必要がある。これは、ＧａＡｓに比べ十分に大
きなＡｌＧａＩｎＰまたはＡｌＩｎＰのビルトインポテ
ンシャルを利用することでウィンドウ部にリークパス電
流が流れることを防止している。図４の従来の半導体レ
ーザでは、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層中へのＺｎ拡
散フロントの制御は、熱処理温度と熱処理時間だけで行
っている。そのためウェハ全面のＭＱＷ活性層を混晶化
するために十分にＺｎを拡散させた際、拡散速度のばら
つき、半導体層厚のばらつきから、図４（ｃ）に示すよ
うに、拡散速度が速いところ、半導体層厚が薄いところ
ではＺｎ拡散フロントが部分的にｎ型ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層を通過し、ｎ型ＧａＡｓバッファ層又はｎ型Ｇ
ａＡｓ基板中までＺｎが拡散してしまう。その結果、部
分的にウィンドウ部をリークパス電流が流れることにな
り、特性不良となる素子が多数生じてしまう。図１の本
発明の半導体レーザでは、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層中に、拡散ストッパ層としてｎ型ＡｌＧａＡｓ層を入
れる。ＡｌＧａＡｓ層は、ＡｌＧａＩｎＰ層に比べＺｎ
拡散速度が約１０分の１となるため、拡散時間に余裕を
もたせることができる。そのためウェハ全面のＭＱＷ活
性層を混晶化するために十分にＺｎを拡散させた際、拡
散速度が速いところ、半導体層厚が薄いところでもＺｎ
拡散フロントを正確にｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層中
に止めることができる。その結果、Ｚｎ拡散フロントが
ｎ型ＧａＡｓバッファ層又はｎ型ＧａＡｓ基板中まで達
することによる特性不良となる素子の発生を防ぐことが
できる。
て、活性層は多重量子井戸構造又は自然超格子構造であ
るのが望ましい。また、半導体基板材料はＧａＡｓ、第
１導電型クラッド層及び第２導電型クラッド層の材料は
ＡｌＧａＩｎＰまたはＡｌＩｎＰ、拡散ストッパ層の材
料はＧａＡｓまたはＡｌＧａＡｓ、活性層はＧａＩｎ
Ｐ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＧａＩｎＡｓ、または、ＡｌＧａ
ＩｎＡｓを含むのがよい。ここで、各半導体層を構成す
る元素の組成はＧａＡｓ基板に格子整合する組成範囲で
ある必要がある。従って、例えば、ＡｌＧａＩｎＰは
（ＡｌyＧａ1-y）0.5Ｉｎ0.5Ｐとなり、Ａｌの組成ｙは
０＜ｙ＜１、望ましくは０＜ｙ≦０．７（０．７＜ｙは
間接遷移になるから除くのがよい）となる。ＡｌＩｎＰ
はＡｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐとなる。ＡｌＧａＡｓはＡｌの組成
ｙが０＜ｙ＜１の範囲でＧａＡｓ基板に格子整合するか
ら、Ａｌ組成ｙは０＜ｙ＜１となる。他の材料について
も同様にして構成元素の組成範囲が決まる。また、Ａｌ
ＧａＡｓはどの様なＡｌ組成でもクラッド層よりもＺｎ
の拡散速度が遅く拡散ストッパ層として働くからＡｌの
組成は任意でよい。 （作用）本発明のＺｎ拡散型ウィンドウ構造ＡｌＧａＩ
ｎＰ系可視光半導体レーザの構造図を図１に、従来のＺ
ｎ拡散型ウィンドウ構造ＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体
レーザの構造図を図４に示す。Ｚｎ拡散型ウィンドウ構
造半導体レーザでは、ウィンドウ部を流れるリークパス
電流を生じさせないために、Ｚｎ拡散フロントをｎ型Ａ
ｌＧａＩｎＰ（又は、ｎ型ＡｌＩｎＰ）クラッド層中に
制御する必要がある。これは、ＧａＡｓに比べ十分に大
きなＡｌＧａＩｎＰまたはＡｌＩｎＰのビルトインポテ
ンシャルを利用することでウィンドウ部にリークパス電
流が流れることを防止している。図４の従来の半導体レ
ーザでは、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層中へのＺｎ拡
散フロントの制御は、熱処理温度と熱処理時間だけで行
っている。そのためウェハ全面のＭＱＷ活性層を混晶化
するために十分にＺｎを拡散させた際、拡散速度のばら
つき、半導体層厚のばらつきから、図４（ｃ）に示すよ
うに、拡散速度が速いところ、半導体層厚が薄いところ
ではＺｎ拡散フロントが部分的にｎ型ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層を通過し、ｎ型ＧａＡｓバッファ層又はｎ型Ｇ
ａＡｓ基板中までＺｎが拡散してしまう。その結果、部
分的にウィンドウ部をリークパス電流が流れることにな
り、特性不良となる素子が多数生じてしまう。図１の本
発明の半導体レーザでは、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層中に、拡散ストッパ層としてｎ型ＡｌＧａＡｓ層を入
れる。ＡｌＧａＡｓ層は、ＡｌＧａＩｎＰ層に比べＺｎ
拡散速度が約１０分の１となるため、拡散時間に余裕を
もたせることができる。そのためウェハ全面のＭＱＷ活
性層を混晶化するために十分にＺｎを拡散させた際、拡
散速度が速いところ、半導体層厚が薄いところでもＺｎ
拡散フロントを正確にｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層中
に止めることができる。その結果、Ｚｎ拡散フロントが
ｎ型ＧａＡｓバッファ層又はｎ型ＧａＡｓ基板中まで達
することによる特性不良となる素子の発生を防ぐことが
できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本発明のウ
ィンドウ構造ＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザの斜
視図を図１に、製造工程における各工程終了時の斜視図
を図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、図３（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）に示す。以下、図１〜図３を用いて本発明の半導
体レーザについて説明する。なお、ここでは成長方法と
して有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法、結晶材料とし
てＡｌＧａＩｎＰ系を用いて説明するが、他の結晶成長
方法、結晶材料についても同様に適用できる。
ィンドウ構造ＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザの斜
視図を図１に、製造工程における各工程終了時の斜視図
を図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、図３（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）に示す。以下、図１〜図３を用いて本発明の半導
体レーザについて説明する。なお、ここでは成長方法と
して有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法、結晶材料とし
てＡｌＧａＩｎＰ系を用いて説明するが、他の結晶成長
方法、結晶材料についても同様に適用できる。
【００１１】先ず、ＭＯＶＰＥ法により各半導体層を順
次成長してダブルヘテロ構造を（００１）ｎ型ＧａＡｓ
基板１０上に形成する（図２（ａ））。ダブルヘテロ構
造の構成は以下の通りである。厚さ０．３μｍのｎ型Ｇ
ａＡｓバッファ層１１、厚さ０．５μｍのｎ型（Ａｌ
0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層１２、厚さ０．０
１μｍのｎ型ＡｌyＧａ1-yＡｓ拡散ストッパ層２０、厚
さ１．０μｍのｎ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐク
ラッド層１３、ＭＱＷ活性層１４、厚さ０．３μｍのｐ
型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層１５、厚
さ０．０１μｍのｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングスト
ッパ層１６、厚さ１．２μｍのｐ型（Ａｌ 0.7Ｇａ0.3）
0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層１７、ｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐヘ
テロバッファ層１８、厚さ０．１μｍのｐ型ＧａＡｓキ
ャップ層１９である。ＭＱＷ活性層１４は（Ａｌ0.7Ｇ
ａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐバリア層とＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐウエ
ル層を交互に４層積層した構造とした。ｎ型ＡｌyＧａ
1-yＡｓ拡散ストッパ層２０はどの様なＡｌ組成でも拡
散ストッパ層として働き、また、ＧａＡｓに格子整合す
るから、Ａｌ組成ｙは０＜ｙ＜１の範囲で任意である。
次成長してダブルヘテロ構造を（００１）ｎ型ＧａＡｓ
基板１０上に形成する（図２（ａ））。ダブルヘテロ構
造の構成は以下の通りである。厚さ０．３μｍのｎ型Ｇ
ａＡｓバッファ層１１、厚さ０．５μｍのｎ型（Ａｌ
0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層１２、厚さ０．０
１μｍのｎ型ＡｌyＧａ1-yＡｓ拡散ストッパ層２０、厚
さ１．０μｍのｎ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐク
ラッド層１３、ＭＱＷ活性層１４、厚さ０．３μｍのｐ
型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層１５、厚
さ０．０１μｍのｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングスト
ッパ層１６、厚さ１．２μｍのｐ型（Ａｌ 0.7Ｇａ0.3）
0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層１７、ｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐヘ
テロバッファ層１８、厚さ０．１μｍのｐ型ＧａＡｓキ
ャップ層１９である。ＭＱＷ活性層１４は（Ａｌ0.7Ｇ
ａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐバリア層とＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐウエ
ル層を交互に４層積層した構造とした。ｎ型ＡｌyＧａ
1-yＡｓ拡散ストッパ層２０はどの様なＡｌ組成でも拡
散ストッパ層として働き、また、ＧａＡｓに格子整合す
るから、Ａｌ組成ｙは０＜ｙ＜１の範囲で任意である。
【００１２】次に、ＳｉＮx膜１をＣＶＤによってｐ型
ＧａＡｓキャップ層１９上全面に形成後、共振器端面に
相当する部分のＳｉＮx膜をフォトリソグラフィにより
除去してｐ型ＧａＡｓキャップ層１９の一部を露出する
（図２（ｂ））。その後、露出したｐ型ＧａＡｓキャッ
プ層１９及びＳｉＮx膜１上にスパッタでＺｎＯ膜２、
ＳｉＯ2膜３を順次形成し、続いて、６００℃で約１０
分熱処理を行い、ＺｎＯ膜２からＺｎをＭＱＷ活性層端
面に拡散させ、Ｚｎ拡散領域５（ハッチングを施した部
分）を形成する（図２（ｃ））。Ｚｎが拡散されたＭＱ
Ｗ活性層端面は混晶化し、共振器内部の活性層のバンド
ギャップエネルギーよりも大きなバンドギャップエネル
ギーとなり、ウィンドウ構造が形成される。この時、Ｚ
ｎの拡散は、ｎ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラ
ッド層１２、１３の間にｎ型Ａｌ yＧａ1-yＡｓ拡散スト
ッパ層２０が存在するので、ｎ型ＡｌyＧａ1-yＡｓ拡散
ストッパ層２０までで止まり、ｎ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）
0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層１２にＺｎが拡散することはな
い。
ＧａＡｓキャップ層１９上全面に形成後、共振器端面に
相当する部分のＳｉＮx膜をフォトリソグラフィにより
除去してｐ型ＧａＡｓキャップ層１９の一部を露出する
（図２（ｂ））。その後、露出したｐ型ＧａＡｓキャッ
プ層１９及びＳｉＮx膜１上にスパッタでＺｎＯ膜２、
ＳｉＯ2膜３を順次形成し、続いて、６００℃で約１０
分熱処理を行い、ＺｎＯ膜２からＺｎをＭＱＷ活性層端
面に拡散させ、Ｚｎ拡散領域５（ハッチングを施した部
分）を形成する（図２（ｃ））。Ｚｎが拡散されたＭＱ
Ｗ活性層端面は混晶化し、共振器内部の活性層のバンド
ギャップエネルギーよりも大きなバンドギャップエネル
ギーとなり、ウィンドウ構造が形成される。この時、Ｚ
ｎの拡散は、ｎ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラ
ッド層１２、１３の間にｎ型Ａｌ yＧａ1-yＡｓ拡散スト
ッパ層２０が存在するので、ｎ型ＡｌyＧａ1-yＡｓ拡散
ストッパ層２０までで止まり、ｎ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）
0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層１２にＺｎが拡散することはな
い。
【００１３】熱処理終了後、ＳｉＯ2膜３、ＺｎＯ膜
２、ＳｉＮx膜１を取り除き、再度ＳｉＯ2膜４を化学気
相堆積（ＣＶＤ）法によってｐ型ＧａＡｓキャップ層１
９上全面に形成した後、横モード制御のための導波路形
成のために［−１１０］方向に延びる、幅５μｍのスト
ライプ形状にＳｉＯ2膜４をパターンニングする。この
ストライプ状ＳｉＯ2膜４をマスクにしてｐ型ＧａＡｓ
キャップ層１９、ｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐヘテロバッファ
層１８、ｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド
層１７をエッチングし、メサストライプを形成する（図
３（ａ））。この時のエッチングの深さは、ｐ型Ｇａ
0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストッパ層１６に達する深さと
した。
２、ＳｉＮx膜１を取り除き、再度ＳｉＯ2膜４を化学気
相堆積（ＣＶＤ）法によってｐ型ＧａＡｓキャップ層１
９上全面に形成した後、横モード制御のための導波路形
成のために［−１１０］方向に延びる、幅５μｍのスト
ライプ形状にＳｉＯ2膜４をパターンニングする。この
ストライプ状ＳｉＯ2膜４をマスクにしてｐ型ＧａＡｓ
キャップ層１９、ｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐヘテロバッファ
層１８、ｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド
層１７をエッチングし、メサストライプを形成する（図
３（ａ））。この時のエッチングの深さは、ｐ型Ｇａ
0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストッパ層１６に達する深さと
した。
【００１４】次いで、共振器端面（ウィンドウ部）に相
当するＳｉＯ2膜を除去し（図３（ｂ））、このＳｉＯ2
膜４を選択成長マスクとしてメサストライプ両側にｎ型
ＧａＡｓブロック層２１を１．２μｍ選択成長する（図
３（ｃ））。ｎ型ＧａＡｓブロック層２１は、共振器端
面ではメサストライプの上、則ち、ｐ型ＧａＡｓキャッ
プ層１９の上にも形成される。共振器内部ではメサスト
ライプ側部のみに形成され、メサストライプの上には形
成されない。最後に、ＳｉＯ2膜４を除去し、全面に厚
さ３μｍのｐ型ＧａＡｓコンタクト層２２を成長する
（図１）。このようにして本発明のレーザ構造が作製で
きる。その後、基板裏面研磨工程、電極形成工程、劈開
工程、端面保護膜形成工程を経て本発明のＺｎ拡散型ウ
ィンドウ構造半導体レーザが作製できる。
当するＳｉＯ2膜を除去し（図３（ｂ））、このＳｉＯ2
膜４を選択成長マスクとしてメサストライプ両側にｎ型
ＧａＡｓブロック層２１を１．２μｍ選択成長する（図
３（ｃ））。ｎ型ＧａＡｓブロック層２１は、共振器端
面ではメサストライプの上、則ち、ｐ型ＧａＡｓキャッ
プ層１９の上にも形成される。共振器内部ではメサスト
ライプ側部のみに形成され、メサストライプの上には形
成されない。最後に、ＳｉＯ2膜４を除去し、全面に厚
さ３μｍのｐ型ＧａＡｓコンタクト層２２を成長する
（図１）。このようにして本発明のレーザ構造が作製で
きる。その後、基板裏面研磨工程、電極形成工程、劈開
工程、端面保護膜形成工程を経て本発明のＺｎ拡散型ウ
ィンドウ構造半導体レーザが作製できる。
【００１５】作製した本発明のＺｎ拡散型ウィンドウ構
造ＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザを評価したとこ
ろ、特性不良な素子が低減され、歩留まり９５％の高歩
留まりが得られた。一方、従来のＺｎ拡散型ウィンドウ
構造ＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザでは歩留まり
は８０％であった。 （第２の実施の形態）この実施の形態は活性層に自然超
格子を用いた例であり、この他は第１の実施の形態と同
じであるから、図１〜図３のＭＱＷ活性層１４の部分を
自然超格子活性層と読み替え、図１〜図３を援用して説
明する。
造ＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザを評価したとこ
ろ、特性不良な素子が低減され、歩留まり９５％の高歩
留まりが得られた。一方、従来のＺｎ拡散型ウィンドウ
構造ＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザでは歩留まり
は８０％であった。 （第２の実施の形態）この実施の形態は活性層に自然超
格子を用いた例であり、この他は第１の実施の形態と同
じであるから、図１〜図３のＭＱＷ活性層１４の部分を
自然超格子活性層と読み替え、図１〜図３を援用して説
明する。
【００１６】先ず、第１の実施の形態と同様に、減圧Ｍ
ＯＶＰＥ法により各半導体層を順次成長してダブルヘテ
ロ構造を（００１）ｎ型ＧａＡｓ基板１０上に形成す
る。ダブルヘテロ構造の構成は以下の通りである。厚さ
０．３μｍのｎ型ＧａＡｓバッファ層１１、厚さ０．５
μｍのｎ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層
１２、厚さ０．０１μｍのｎ型ＡｌyＧａ1-yＡｓ拡散ス
トッパ層２０、厚さ１．０μｍのｎ型（Ａｌ0.7Ｇ
ａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層１３、厚さ０．０６μ
ｍのアンドープＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ自然超格子活性層（図
にはＭＱＷ活性層１４と記載されている）、厚さ０．３
μｍのｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層
１５、厚さ０．０１μｍのｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチ
ングストッパ層１６、厚さ１．２μｍのｐ型（Ａｌ0.7
Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層１７、ｐ型Ｇａ0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐヘテロバッファ層１８、厚さ０．１μｍのｐ型
ＧａＡｓキャップ層１９である。活性層はＧａ0.5Ｉｎ
0.5Ｐ自然超格子を用いたが、（ＡｌzＧａ1-z）0.5Ｉｎ
0.5Ｐ自然超格子（０＜ｚ≦０．２）を用いてもよい。
成長条件は、自然超格子が形成されるように、成長温度
６６０℃、圧力７０Ｔｏｒｒ、５族原料供給量／３族原
料供給量比（５／３比）を１５０とした。原料は、トリ
メチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリエチルガリウム
（ＴＥＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）、ホスフ
ィン（ＰＨ3）、アルシン（ＡｓＨ3）、ｎ型ドーパント
にジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）、ｐ型ドーパントにジメチルジ
ンク（ＤＭＺ）を用いた。
ＯＶＰＥ法により各半導体層を順次成長してダブルヘテ
ロ構造を（００１）ｎ型ＧａＡｓ基板１０上に形成す
る。ダブルヘテロ構造の構成は以下の通りである。厚さ
０．３μｍのｎ型ＧａＡｓバッファ層１１、厚さ０．５
μｍのｎ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層
１２、厚さ０．０１μｍのｎ型ＡｌyＧａ1-yＡｓ拡散ス
トッパ層２０、厚さ１．０μｍのｎ型（Ａｌ0.7Ｇ
ａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層１３、厚さ０．０６μ
ｍのアンドープＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ自然超格子活性層（図
にはＭＱＷ活性層１４と記載されている）、厚さ０．３
μｍのｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層
１５、厚さ０．０１μｍのｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチ
ングストッパ層１６、厚さ１．２μｍのｐ型（Ａｌ0.7
Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層１７、ｐ型Ｇａ0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐヘテロバッファ層１８、厚さ０．１μｍのｐ型
ＧａＡｓキャップ層１９である。活性層はＧａ0.5Ｉｎ
0.5Ｐ自然超格子を用いたが、（ＡｌzＧａ1-z）0.5Ｉｎ
0.5Ｐ自然超格子（０＜ｚ≦０．２）を用いてもよい。
成長条件は、自然超格子が形成されるように、成長温度
６６０℃、圧力７０Ｔｏｒｒ、５族原料供給量／３族原
料供給量比（５／３比）を１５０とした。原料は、トリ
メチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリエチルガリウム
（ＴＥＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）、ホスフ
ィン（ＰＨ3）、アルシン（ＡｓＨ3）、ｎ型ドーパント
にジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）、ｐ型ドーパントにジメチルジ
ンク（ＤＭＺ）を用いた。
【００１７】次に、ＳｉＮx膜１をＣＶＤによってｐ型
ＧａＡｓキャップ層１９上全面に形成後、共振器端面に
相当する部分のＳｉＮx膜をフォトリソグラフィにより
除去してｐ型ＧａＡｓキャップ層１９の一部を露出する
（図２（ｂ））。その後、露出したｐ型ＧａＡｓキャッ
プ層１９及びＳｉＮx膜１上にスパッタでＺｎＯ膜２、
ＳｉＯ2膜３を順次形成し、続いて、６００℃で約１０
分熱処理を行い、ＺｎＯ膜２からＺｎを自然超格子活性
層端面に拡散させ、Ｚｎ拡散領域５（ハッチングを施し
た部分）を形成する（図２（ｃ））。Ｚｎが拡散された
自然超格子活性層端面は無秩序化し、共振器内部の活性
層のバンドギャップエネルギーよりも大きなバンドギャ
ップエネルギーとなり、ウィンドウ構造が形成される。
ＧａＡｓキャップ層１９上全面に形成後、共振器端面に
相当する部分のＳｉＮx膜をフォトリソグラフィにより
除去してｐ型ＧａＡｓキャップ層１９の一部を露出する
（図２（ｂ））。その後、露出したｐ型ＧａＡｓキャッ
プ層１９及びＳｉＮx膜１上にスパッタでＺｎＯ膜２、
ＳｉＯ2膜３を順次形成し、続いて、６００℃で約１０
分熱処理を行い、ＺｎＯ膜２からＺｎを自然超格子活性
層端面に拡散させ、Ｚｎ拡散領域５（ハッチングを施し
た部分）を形成する（図２（ｃ））。Ｚｎが拡散された
自然超格子活性層端面は無秩序化し、共振器内部の活性
層のバンドギャップエネルギーよりも大きなバンドギャ
ップエネルギーとなり、ウィンドウ構造が形成される。
【００１８】熱処理終了後、ＳｉＯ2膜３、ＺｎＯ膜
２、ＳｉＮx膜１を取り除き、再度ＳｉＯ2膜４を化学気
相堆積（ＣＶＤ）法によってｐ型ＧａＡｓキャップ層１
９上全面に形成した後、横モード制御のための導波路形
成のために［−１１０］方向に延びる、幅５μｍのスト
ライプ形状にＳｉＯ2膜４をパターンニングする。この
ストライプ状ＳｉＯ2膜４をマスクにしてｐ型ＧａＡｓ
キャップ層１９、ｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐヘテロバッファ
層１８、ｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド
層１７をエッチングし、メサストライプを形成する（図
３（ａ））。この時のエッチングの深さは、ｐ型Ｇａ
0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストッパ層１６に達する深さと
した。
２、ＳｉＮx膜１を取り除き、再度ＳｉＯ2膜４を化学気
相堆積（ＣＶＤ）法によってｐ型ＧａＡｓキャップ層１
９上全面に形成した後、横モード制御のための導波路形
成のために［−１１０］方向に延びる、幅５μｍのスト
ライプ形状にＳｉＯ2膜４をパターンニングする。この
ストライプ状ＳｉＯ2膜４をマスクにしてｐ型ＧａＡｓ
キャップ層１９、ｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐヘテロバッファ
層１８、ｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド
層１７をエッチングし、メサストライプを形成する（図
３（ａ））。この時のエッチングの深さは、ｐ型Ｇａ
0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストッパ層１６に達する深さと
した。
【００１９】次いで、共振器端面（ウィンドウ部）に相
当するＳｉＯ2膜を除去し（図３（ｂ））、このＳｉＯ2
膜４を選択成長マスクとしてメサストライプ両側にｎ型
ＧａＡｓブロック層２１を１．２μｍ選択成長する（図
３（ｃ））。ｎ型ＧａＡｓブロック層２１は、共振器端
面ではメサストライプの上、則ち、ｐ型ＧａＡｓキャッ
プ層１９の上にも形成される。共振器内部ではメサスト
ライプ側部のみに形成され、メサストライプの上には形
成されない。最後に、ＳｉＯ2膜４を除去し、全面に厚
さ３μｍのｐ型ＧａＡｓコンタクト層２２を成長する。
このようにして本発明のレーザ構造が作製できる。その
後、基板裏面研磨工程、電極形成工程、劈開工程、端面
保護膜形成工程を経て本発明のＺｎ拡散型ウィンドウ構
造半導体レーザが作製できる。
当するＳｉＯ2膜を除去し（図３（ｂ））、このＳｉＯ2
膜４を選択成長マスクとしてメサストライプ両側にｎ型
ＧａＡｓブロック層２１を１．２μｍ選択成長する（図
３（ｃ））。ｎ型ＧａＡｓブロック層２１は、共振器端
面ではメサストライプの上、則ち、ｐ型ＧａＡｓキャッ
プ層１９の上にも形成される。共振器内部ではメサスト
ライプ側部のみに形成され、メサストライプの上には形
成されない。最後に、ＳｉＯ2膜４を除去し、全面に厚
さ３μｍのｐ型ＧａＡｓコンタクト層２２を成長する。
このようにして本発明のレーザ構造が作製できる。その
後、基板裏面研磨工程、電極形成工程、劈開工程、端面
保護膜形成工程を経て本発明のＺｎ拡散型ウィンドウ構
造半導体レーザが作製できる。
【００２０】上記各実施の形態では、拡散ストッパ層２
０にＡｌyＧａ1-yＡｓ（０＜ｙ＜１）層を用いたが、Ｇ
ａＡｓ層を用いても同様の効果がある。また、クラッド
層にＡｌＧａＩｎＰ層を用いたが、ＡｌＩｎＰ層を用い
てもよい。ブロック層はｎ型ＧａＡｓ層を用いたが、高
抵抗の半導体層、例えば、高抵抗ＡｌＩｎＰ層を用いて
もよい。さらに、活性層材料としてＧａＩｎＰやＡｌＧ
ａＩｎＰを用いたが、ＧａＩｎＡｓやＡｌＧａＩｎＡｓ
も用いることができる。活性層は一定組成のものでも、
多重量子井戸（ＭＱＷ）構造のように、エネルギー的に
変調を受けている構造のものでもよいが、一定組成の場
合は、結晶成長時にＩｎとＧａの周期的な組成揺らぎ、
所謂、自然超格子を生じるように形成されていることが
必要である。
０にＡｌyＧａ1-yＡｓ（０＜ｙ＜１）層を用いたが、Ｇ
ａＡｓ層を用いても同様の効果がある。また、クラッド
層にＡｌＧａＩｎＰ層を用いたが、ＡｌＩｎＰ層を用い
てもよい。ブロック層はｎ型ＧａＡｓ層を用いたが、高
抵抗の半導体層、例えば、高抵抗ＡｌＩｎＰ層を用いて
もよい。さらに、活性層材料としてＧａＩｎＰやＡｌＧ
ａＩｎＰを用いたが、ＧａＩｎＡｓやＡｌＧａＩｎＡｓ
も用いることができる。活性層は一定組成のものでも、
多重量子井戸（ＭＱＷ）構造のように、エネルギー的に
変調を受けている構造のものでもよいが、一定組成の場
合は、結晶成長時にＩｎとＧａの周期的な組成揺らぎ、
所謂、自然超格子を生じるように形成されていることが
必要である。
【００２１】
【発明の効果】半導体基板と活性層との間にあるクラッ
ド層内に拡散ストッパ層を設けたのでＺｎ拡散フロント
の制御性が向上し、高歩留まりでＺｎ拡散型ウィンドウ
構造半導体レーザ素子を製造することができる。
ド層内に拡散ストッパ層を設けたのでＺｎ拡散フロント
の制御性が向上し、高歩留まりでＺｎ拡散型ウィンドウ
構造半導体レーザ素子を製造することができる。
【図１】 本発明の半導体レーザの斜視図である。
【図２】 本発明の半導体レーザの製造途中の斜視図
である。
である。
【図３】 本発明の半導体レーザの製造途中の斜視図
である。
である。
【図４】 従来の半導体レーザの正面図（ａ）及び共
振器内の断面図（ｂ）並びに共振器端面の拡大図（ｃ）
である。
振器内の断面図（ｂ）並びに共振器端面の拡大図（ｃ）
である。
１ ＳｉＮx膜 ２ ＺｎＯ膜 ３ ＳｉＯ2膜 ４ ＳｉＯ2膜 ５ Ｚｎ拡散領域 ６ Ｚｎ拡散フロント １０ ｎ型ＧａＡｓ基板 １１ ｎ型ＧａＡｓバッファ層 １２ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 １３ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 １４ ＭＱＷ活性層 １５ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 １６ ｐ型ＧａＩｎＰエッチングストッパ層 １７ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 １８ ｐ型ＧａＩｎＰヘテロバッファ層 １９ ｐ型ＧａＡｓキャップ層 ２０ ｎ型ＡｌＧａＡｓ拡散ストッパ層 ２１ ｎ型ＧａＡｓブロック層 ２２ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層
Claims (11)
- 【請求項１】 第１導電型半導体基板上に第１導電型ク
ラッド層、活性層、第２導電型のクラッド層とを少なく
とも備え、共振器端面にＺｎが拡散された領域を有し、
前記Ｚｎが拡散された領域の活性層のバンドギャップエ
ネルギーをＺｎ拡散のない共振器内部の活性層のバンド
ギャップエネルギーよりも大きくしたウィンドウ構造の
半導体レーザにおいて、前記第１導電型のクラッド層中
にＺｎの拡散速度が前記第１導電型のクラッド層よりも
遅い半導体層を設けたことを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項２】 活性層が多重量子井戸構造である請求項
１記載の半導体レーザ。 - 【請求項３】 活性層が自然超格子構造である請求項１
記載の半導体レーザ。 - 【請求項４】 半導体基板材料がＧａＡｓ、第１導電型
クラッド層及び第２導電型クラッド層の材料がＡｌＧａ
ＩｎＰまたはＡｌＩｎＰ、活性層がＧａＩｎＰ、ＡｌＧ
ａＩｎＰ、ＧａＩｎＡｓ、または、ＡｌＧａＩｎＡｓを
含むことを特徴とする請求項１或いは２又は３記載の半
導体レーザ。 - 【請求項５】 前記第１導電型のクラッド層よりもＺｎ
拡散速度の遅い半導体層がＧａＡｓまたはＡｌＧａＡｓ
であることを特徴とする請求項１〜４記載の半導体レー
ザ。 - 【請求項６】 第１導電型半導体基板上に第１導電型ク
ラッド層、活性層、第２導電型のクラッド層とを少なく
とも有する半導体多層構造を形成する工程と、前記半導
体多層構造の共振器端面部分にＺｎを拡散する工程と、
前記半導体多層構造の一部をエッチングしてストライプ
状のリッジ導波路を形成する工程と、前記リッジ導波路
の両側部及びリッジ導波路端面上部を覆う第１導電型の
ブロック層を成長する工程と、前記リッジ導波路上部及
び前記ブロック層上部を覆う第２導電型のコンタク層を
成長する工程とを有する半導体レーザの製造方法におい
て、前記第１導電型のクラッド層中にＺｎの拡散速度が
前記第１導電型のクラッド層よりも遅い半導体層を形成
する工程を有することを特徴とする半導体レーザの製造
方法。 - 【請求項７】 多重量子井戸活性層を成長する工程を含
むことを特徴とする請求項６記載の半導体レーザの製造
方法。 - 【請求項８】 自然超格子活性層を成長する工程を含む
ことを特徴とする請求項６記載の半導体レーザの製造方
法。 - 【請求項９】 Ｚｎを拡散する工程が、半導体多層構造
表面に被着した拡散源により拡散する固相拡散であるこ
とを特徴とする請求項６或いは７又は８記載の半導体レ
ーザの製造方法。 - 【請求項１０】 半導体基板材料がＧａＡｓ、第１導電
型クラッド層及び第２導電型クラッド層の材料がＡｌＧ
ａＩｎＰまたはＡｌＩｎＰ、活性層がＧａＩｎＰ、Ａｌ
ＧａＩｎＰ、ＧａＩｎＡｓ、または、ＡｌＧａＩｎＡｓ
を含むことを特徴とする請求項６〜９記載の半導体レー
ザの製造方法。 - 【請求項１１】 前記第１導電型のクラッド層よりもＺ
ｎ拡散速度の遅い半導体層がＧａＡｓまたはＡｌＧａＡ
ｓであることを特徴とする請求項６〜１０記載の半導体
レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24923599A JP2001077465A (ja) | 1999-09-02 | 1999-09-02 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24923599A JP2001077465A (ja) | 1999-09-02 | 1999-09-02 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001077465A true JP2001077465A (ja) | 2001-03-23 |
Family
ID=17189945
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24923599A Pending JP2001077465A (ja) | 1999-09-02 | 1999-09-02 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001077465A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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